Skip to content

Latest commit

 

History

History
161 lines (127 loc) · 6.39 KB

cv04_2022-10-12.md

File metadata and controls

161 lines (127 loc) · 6.39 KB

4. cvičení, 12. 10. 2022

Goniometrické rovnice a nerovnice - pokračování

Užitečné vlastnosti cyklometrických funkcí

  • $\arcsin(-x) = -\arcsin(x)$
    • $\arcsin$ je lichá funkce
  • $\arccos(-x) = \pi - \arccos(x)$
    • trochu podobné lichosti, ale je tam navíc $\pi$
  • $\mathrm{arctg}(-x) = -\mathrm{arctg}(x)$
    • $\mathrm{arctg}$ je lichá funkce
  • $\mathrm{arccotg}(-x) = \pi - \mathrm{arccotg}(x)$
    • trochu podobné lichosti, ale je tam navíc $\pi$

Příklady: určete hodnotu

  • $\arccos(\frac{1}{2})$
    • $\frac{\pi}{3}$
  • $\arcsin(\frac{\sqrt{2}}{2})$
    • $\frac{\pi}{4}$
  • $\arcsin(-\frac{\sqrt{3}}{2})$
    • $-\frac{\pi}{3}$
  • $\arccos(-\frac{\sqrt{2}}{2})$
    • $\frac{3\pi}{4}$
  • $\mathrm{arctg}(\frac{\sqrt{3}}{3})$
    • $\frac{\pi}{6}$
  • $\arcsin(1)$
    • $\frac{\pi}{2}$

Příklady: určete definiční obor funkce $f$ dané předpisem

  • $f(x) = \frac{1}{\arcsin(\ln(x))}$
    • $Df = \langle \frac{1}{e}, 1 ) \cup (1, e \rangle$
  • $f(x) = \arccos(\frac{x-2}{2x-3})$
    • $Df = (-\infty, 1 \rangle \cup \langle \frac{5}{3}, \infty )$
  • $f(x) = \mathrm{arctg}(x^2-3x-6)$
    • $Df = \mathbb{R}$

Užitečné goniometrické vzorce

  • Goniometrická jednička
    • $\forall x \in \mathbb{R} : \sin^2(x) + \cos^2(x) = 1$
    • Vlastně Pythagorova věta
    • Zopakovat, že $\sin^2(x) = (\sin(x))^2$ apod.
  • Dvojnásobný úhel
    • $\forall x \in \mathbb{R} : \sin(2x) = 2 \sin(x) \cos(x)$
    • $\forall x \in \mathbb{R} : \cos(2x) = \cos^2(x) - \sin^2(x)$
  • Poloviční úhel
    • $\forall x \in \mathbb{R} : \sin^2(x) = \frac{1-\cos(2x)}{2}$
    • $\forall x \in \mathbb{R} : \cos^2(x) = \frac{1+\cos(2x)}{2}$
  • Pro ty, kterým to nestačí

Příklady: řešte v $\mathbb{R}$:

  • $\mathrm{tg}^3(x) + \mathrm{tg}^2(x) = \mathrm{tg}(x) + 1$
    • $x \in \lbrace \frac{\pi}{4} + k\frac{\pi}{2}, k \in \mathbb{Z} \rbrace$
  • $\sin(x) + \sin(2x) < 0$
    • $x \in \bigcup_{k \in \mathbb{Z}} (\frac{2\pi}{3}+2k\pi, \pi+2k\pi) \cup (\frac{4\pi}{3}+2k\pi, 2\pi+2k\pi)$
  • $2\sin^2(x) + 7\cos(x) - 5 = 0$
    • $x \in \lbrace \frac{\pi}{3} + 2k\pi, k \in \mathbb{Z} \rbrace \cup \lbrace -\frac{\pi}{3} + 2k\pi, k \in \mathbb{Z} \rbrace$
  • $\mathrm{tg}(x) + \frac{\cos(x)}{1+\sin(x)} = 2$
    • $x \in \lbrace -\frac{\pi}{2} + 2k\pi, k \in \mathbb{Z} \rbrace \cup \lbrace -\frac{\pi}{3} + 2k\pi, k \in \mathbb{Z} \rbrace \cup \lbrace \frac{\pi}{3} + 2k\pi, k \in \mathbb{Z} \rbrace$
  • $2\sin^2(\frac{x}{2}) + 3\cos(x) \ge 2$
    • $x \in \bigcup_{k \in \mathbb{Z}} \langle -\frac{\pi}{3}+2k\pi, \frac{\pi}{3}+2k\pi \rangle$

Posloupnost a jejich limity

Definice: posloupnost reálných čísel

Posloupností rozumíme každou funkci, jejíž definičním oborem je $\mathbb{N}$
Zobrazení $\mathbb{N} \rightarrow \mathbb{R}$
Značíme
$\quad$ $a_1, a_2, a_3, \dots$
$\quad$ $(b_n)$
$\quad$ $\lbrace c_n \rbrace _{n=1}^{\infty}$

Příklady posloupností:

  • $42, 42, 42, 42, 42, \dots$
    • konstantní posloupnost
  • $5, 7, 9, 11, 13, \dots$
    • aritmetická posloupnost
    • $\exists \delta \in \mathbb{R} \enspace \forall n \in \mathbb{N} : a_{n+1} = a_n + \delta$
  • $4, 8, 16, 32, 64, \dots$
    • geometrická posloupnost
    • $\exists q \in \mathbb{R} \enspace \forall n \in \mathbb{N} : a_{n+1} = q \cdot a_n$

Definice: limita posloupnosti

Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ má limitu $a \in \mathbb{R}$
$\quad \iff$
$\forall \varepsilon \in \mathbb{R}^+ \enspace \exists n_0 \in \mathbb{N} \enspace \forall n \in \mathbb{N}, n > n_0 : |a_n-a| < \varepsilon$
Značíme
$\quad$ $\lim a_n = a$
$\quad$ $a_n \rightarrow a$

Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ má limitu $\infty$
$\quad \iff$
$\forall k \in \mathbb{R} \enspace \exists n_0 \in \mathbb{N} \enspace \forall n \in \mathbb{N}, n > n_0 : a_n > k$

Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ má limitu $-\infty$
$\quad \iff$
$\forall k \in \mathbb{R} \enspace \exists n_0 \in \mathbb{N} \enspace \forall n \in \mathbb{N}, n > n_0 : a_n < k$

Pojmenování jednotlivých případů limit

Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ má vlastní limitu
$\quad$ $\iff$
Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ je konvergentní
$\quad$ $\iff$
$\exists a \in \mathbb{R} : \lim a_n = a$.
( $\iff$ limita existuje a je reálná (není nekonečno))
V opačném případě nazýváme posloupnost divergentní

Řekneme, že posloupnost $(a_n)$ má nevlastní limitu
$\quad$ $\iff$
$\lim a_n = \pm \infty$

Základní limity:

  • $\lim c = c, \quad \text{kde}\quad c \in \mathbb{R}$
  • $\lim n = \infty$
  • $\lim \frac{1}{n} = 0$
  • $\lim (-1)^n \quad\text{neexistuje}$
  • $\lim \ln(n) = \infty$
  • $\lim \sqrt{n} = \infty$
  • $\lim \sqrt[n]{n} = 1$
  • $\lim q^n = \infty, \quad\quad\quad\quad\text{pokud } q > 1$
  • $\lim q^n = 1, \quad\quad\quad\quad\text{ pokud } q = 1$
  • $\lim q^n = 0, \quad\quad\quad\quad\text{ pokud } q \in (-1,1)$
  • $\lim q^n \quad\text{neexistuje}, \quad\text{pokud } q \le -1$
  • $\lim (1+\frac{1}{n})^n = e$

Základní pravidla pro výpočet limit: Nechť $(a_n), (b_n), (c_n)$ jsou posloupnosti a $\lim a_n = a \in \mathbb{R}^\ast$, $\lim b_n = b \in \mathbb{R}^\ast$. Pak platí:

  • $\lim |a_n| = |\lim a_n| = |a|$
    • limita absolutní hodnoty je absolutní hodnota limity
  • $\lim (a_n \pm b_n) = \lim a_n \pm \lim b_n = a \pm b$, má-li pravá strana smysl
    • limita součtu/rozdílu je součet/rozdíl limit
  • $\lim a_n b_n = (\lim a_n)(\lim b_n) = ab$, má-li pravá strana smysl
    • limita součinu je součin limit
  • $\lim \frac{a_n}{b_n} = \frac{\lim a_n}{\lim b_n} = \frac{a}{b}$, má-li pravá strana smysl a $\forall n \in \mathbb{N} : b_n \neq 0$
    • limita podílu je podíl limit
  • $\lim \sqrt[k]{a_n} = \sqrt[k]{a}$, je-li $k \in \mathbb{N} \setminus \lbrace 1 \rbrace, a \in \mathbb{R}, \forall n \in \mathbb{N} : a_n \ge 0$
    • limita odmocniny je odmocnina limity
  • $((a_n \le c_n \le b_n$ pro všechna dost velká $n \in \mathbb{N}) \wedge a=b) \implies \lim c_n = a = b$
    • věta o dvou policajtech, o třech limitách
  • $((c_n \ge a_n$ pro všechna dost velká $n \in \mathbb{N}) \wedge a = \infty) \implies \lim c_n = \infty$